artikel

Roadmap MicroNano wijst de weg

Algemeen

Een roadmap op een poster. Dat is het resultaat van een inventarisatie van de mogelijkheden van micro- en nanotechnologie door branchevereniging MinacNed. Concrete toepassingen zijn nog schaars. Hoe is dat in 2011? Of is de paraplu die micro- en nanotechnologie nu lijkt te zijn voor nieuwe maar ook bestaande technologieën tegen die tijd dichtgeklapt?

De jaarlijkse nationale Micro-Nanoconferentie, georganiseerd door branchevereniging MinacNed, werd dit keer gelijktijdig gehouden met de vakbeurs HET instrument. De conferentie is gericht op kennisuitwisseling die moet bijdragen aan versnelling van het gebruik van micro- en nanotechnologie (MNT). Verspreid over drie ochtenden kwamen achtereenvolgens medische toepassingen, (bio)chemische productiemethodes en toepassingen in food en nutrition aan bod. De belangstelling voor de foodsessie was bescheiden. De geboden informatie beperkter en minder verrassend dan verwacht.

Senseo en verder
Twee posters, daarmee vat MinacNed de toekomst voor de voedingsmiddelenindustrie samen. Onlangs voltooide deze branchevereniging de ‘Roadmap Micro- en Nanotechnologie voor Food en Nutrition’ (zie ook VMT 18/19 (2005) 24-26). “Deze kaart is hard nodig om van een situatie van ‘technology push’ naar ‘market pull’ te komen”, aldus medeopsteller Erik van de Linde van Prisma en Partners.

De kleinste poster geeft de context van de roadmap weer en bevat een lijst van (mogelijke) wensen uit de markt en een overzicht van de micro- en nanotechnologieën die daarbij nodig zijn. Het gaat bijvoorbeeld om barrièreverpakkingen voor verlengde versheid en nieuwe emulsies voor vetvervanging. Door op een tweede, grote poster zes van de veertien roads in grafieken uit te zetten, moet duidelijk worden hoe MNT-toepassingen in 2011 gerealiseerd kunnen zijn. De zes thema’s zijn: Sensor- en detectiesystemen, Verpakking en logistiek, Emulsies, Filteren en fractioneren, Delivery-systemen, en Local processing.

Local processing, ofwel Senseo en verder, is misschien het meest futuristische onderdeel van de poster. Het gaat hier over waarde die aan producten wordt toegevoegd door ze te bereiden in een ‘klein fabriekje’, bijvoorbeeld thuis of in een restaurant. Een concrete ontwikkeling, zo bleek uit de machine van het Amerkikaanse Hot Choice Systems waarmee je in negentig seconden een pizza kunt maken. Een voorbeeld dat werd aangehaald door Peter de Jong van NIZO food research. MNT kan een rol spelen bij de hiervoor noodzakelijke terugschaling van processen.

Cyclohexaantriamide
Concrete voorbeelden van toegepaste MNT in voeding zijn nog schaars, bleek ook weer uit dit seminar. Bovendien lijkt MNT voor food verdacht veel op een paraplubegrip waar sommige ontwikkelingen met de haren worden bijgesleept. Zo presenteerde het Groningse Biomade bijzondere geleermiddelen op basis van cyclohexaantriamide. Op de vraag of het principe zou kunnen werken met een food grade-stof als basis moest Biomade-onderzoeker Menno de Jong het antwoord schuldig blijven.

Een andere veelbesproken ontwikkeling onder de MNT-paraplu zijn toepassingen van de lab-on-a-chip-technologie. De bedrijven Nsure en LioniX werken gezamenlijk aan een chip waarmee de versheid van peren aan de hand van mRNA-biomarkers is vast te stellen en te voorspellen. Deze applicatie is echter nog in een pril stadium. Peren zijn macro-objecten en het ontbreekt vooralsnog aan automatische monstername en -analyse, zo liet Henk Leeuwis van LioniX weten.

Bier
Bierbrouwer Bavaria past MNT-technologie al toe. Dit bedrijf bekijkt momenteel of microzeven geschikt zijn om gistcellen uit bier te verwijderen. “De traditionele Kieselguhrfiltratie voldoet prima”, benadrukte Bavaria-onderzoeker Martijn van Iersel, “maar het is een uitontwikkelde methode. Het gebruik van microzeven is nieuw en mogelijk op termijn een interessant alternatief.”

Overigens laat dit onderzoek ook zien dat MNT nooit los staat van andere innovaties. In eerste instantie sloegen de microzeven (van siliciumnitride en met poriën van 0,5-3 µm) snel dicht door vervuiling. Pas na toepassing van dynamic cross flow-technologie (DCP) slaagde Bavaria er in om in samenwerking met filterleverancier FluXXion een werkende proefinstallatie te bouwen. Met DCP wordt meerdere malen per seconde een flow-puls gegeven, waarmee vuil van de zeef terugspoelt in de retentaatstroom.
De microzeven leveren prima bier, zo blijkt uit analyses van proefproducties. Steriel bier is haalbaar, door een aanpassing van de poriegrootte in de zeven. Ook prijstechnisch is de techniek een alternatief voor Kieselguhr-filtratie, evenals voor pasteurisatie en sterielfiltratie. Dat opent de weg naar vergelijkbare toepassingen in de voedingsmiddelenindustrie, zoals bij de productie van melk en wijn.

Centenkwestie
Geavanceerde technologieën als MNT zijn kostbaar en dat beperkt meteen de mogelijkheden voor de voedingsmiddelenindustrie. Het verklaart misschien waarom ontwikkelingen in de medische hoek relatief snel verlopen.
Schaalgrootte is een drijfveer die het gebruik van MNT stimuleert, bijvoorbeeld bij bestrijding van derving in de versketen (zie ook VMT 22 (2006) 34-35). Onderzoeker Ingrid Wienk van de Agrotechnology & Food Sciences Group, WUR daarover: “De totale kosten van dit probleem worden geschat op minstens € 1 miljard. MNT wordt ingezet voor de RFID-chips en tweedimensionale barcodes. De chips en codes worden zowel voor productidentificatie als voor de informatie voor de klant gebruikt en helpen zo de producten efficiënt door de keten te sturen.”

Veiligheid
Over de veiligheid van MNT in voeding is nog niet veel bekend. De mogelijke gevaren en risico’s van nanodeeltjes zijn niet goed onderzocht. Hans Bouwmeester van het RIKILT – Instituut voor Voedselveiligheid schetste de situatie: “Ondanks het feit dat is voorgeschreven dat alle stoffen en processen in voeding veilig moeten zijn, is de vraag in hoeverre nieuwe deeltjes binnen de bestaande wettelijke kaders vallen.”

Duidelijk is wel dat de totale blootstelling aan deze deeltjes groeit. Nanodeeltjes komen in de natuur voor, bijvoorbeeld in as uit vulkanen, of worden gevormd, zoals het fijnstof van dieselverbranding. Deze nanodeeltjes zijn milieubelastend en schadelijk voor de mens. Relatief nieuwe nanodeeltjes zijn te vinden in cosmetica (titaniumdioxide in zonnebrandcrèmes) en pesticiden (met stabiele micro/nano-emulsies). Tel daar in de toekomst medicijnen en voeding bij op en het belang om het effect van nanodeeltjes op de volksgezondheid precies te begrijpen is zonneklaar.

Goede communicatie
Niet verwonderlijk was het dan ook dat het congres werd afgesloten met een oproep aan alle partners om een bijdrage leveren aan een goede communicatie over MNT in ons voedsel. Het in kaart brengen van de mogelijke risico’s is daarbij net zo belangrijk als het realiseren van innovaties. Communicatie over de meerwaarde van MNT aan de consument is essentieel. Bij een herhaling van negatieve beeldvorming zoals rondom biotechnologie gebeurde, is niemand gebaat.

Reageer op dit artikel